دستگاه سونوگرافی و تولید انرژی هسته‌ای

دستگاه سونوگرافی و تولید انرژی هسته‌ای

 

با شنیدن نام دستگاه سونوگرافی یا همان فرستنده امواج ماورای صوت، اولین چیزی که به خاطر شنونده می‌رسد تصویرهای محوی از جنین است که از مادری باردار گرفته شدند، اما کاربرد امواج ماورای صوت به همین جا ختم نمی‌شود.

مدتهاست محققان تلاش می‌کنند از این امواج در سایر زمینه‌ها استفاده کنند، از جمله ضدعفونی کردن و از بین بردن باکتری‌ها و ترکیبات مضر شیمیایی به کمک امواج ماورای صوت.

از نظر پروفسور "تیموتی میسون" (‪ (Timothy Masonکه در دانشگاه "کاونتری" (‪ (Coventryدر انگلیس تدریس می‌کند، امواج ماورای صوت حاوی انرژی هستند که به صورت هدفمند بر روی واکنش‌های شیمیایی تاثیر می‌گذارند.

وی می‌گوید: این نوع صوت، طول موجی از صداست که در صوت‌های مخصوص سگ کاربرد دارد، چرا که دارای فرکانس بسیار بالایی است که انسان قادر به شنیدن آن نیست. این امواج هنگامی که هدفمند مورد استفاده قرار گیرند، می‌توانند انرژی بسیار زیادی را منتقل کنند.

به کمک دستگاه‌های سونوگرافی، امواج درون رگ تابیده می‌شود. طول موج بالای این امواج، آب موجود در رگ را جوش می‌آورد و سبب تشکیل حباب‌های بسیار ریزی می‌شود که دوام زیادی ندارند و به سرعت می‌ترکند و ترکیدن حباب ها انرژی زیادی آزاد می‌کند.

انرژی زیاد به معنای آن است که در فضای بسیار کوچک درون رگی حرارت تا ‪ ۶هزار درجه سانتی گراد بالا می‌رود، یعنی دمایی به اندازه دمای سطح رویی خورشید.

بالا رفتن دما تا این حد و ترکیدن حباب‌ها فشاری ‪ ۵۰۰برابر فشار اتمسفر تولید می‌کند، فشاری که که تنها یک چشم بر هم زدن دوام دارد.

البته می‌توان این حباب‌ها را به نوعی ریزبمب تشبیه کرد، چرا که آزاد شدن این میزان انرژی، بر مولکول‌های اطراف حباب تاثیر می‌گذارد.

تیموتی میسون در این‌باره می‌گوید: تصور کنید این انرژی کنار یک ترکیب شیمیایی مثلا کنار یک مولکول مضر آزاد شود. هیچ پیوند شیمیایی نمی‌تواند در این شرایط پایدار بماند، در نتیجه در پی ضربه ناگهانی ناشی از ترکیدن یک حباب کوچک تجزیه می‌شود."
علاوه بر آن، میکرو حباب ها، مولکول‌های آب را به رادیکال آزاد تبدیل می‌کنند و رادیکال‌های آزاد از نظر شیمیایی ذرات مضری هستند که مولکولهای اطرافشان را تحت تاثیر قرار می‌دهند.

پروفسور "نایس" (‪ (Uwe Neisاز دانشگاه صنعتی "هامبورگ هاربورگ" (‪ (Hamburg-Harburgمی‌گوید: "با این روش می‌توان باکتری‌ها و یا سایر موجودات ذره‌بینی را که معمولا در آب موجودند بدون مصرف مواد شیمیایی ضدعفونی‌کننده مانند کلر از بین برد. یعنی ضدعفونی با امواج ماورای صوت.

پروفسور نایس و همکارانش در آزمایشگاه دانشگاه هامبورگ - هاربورگ، آب آلوده را از لوله‌ای که به درون آن امواج ماورای صوت تابیده می‌شود عبور می‌دهند و از آن سوی لوله، آب ضدعفونی شده تحویل می‌گیرند.

البته این روش ضدعفونی در حال حاضر بسیار گران است و علاوه بر آن، هزینه برق مصرفی با دستگاه فرستنده امواج را نیز باید در نظر گرفت. با وجود این گروه پروفسور نایس در حال تکمیل روشی است که به خصوص برای شناگران حساس به کلر استخرهای شنا جالب خواهد بود.

پروفسور نایس در این‌باره می‌گوید: دیواره‌های استخرهای شنا باید مرتب تمیز شوند و برای این منظور مکنده‌های تمیزکننده مخصوصی وجود دارد. از ما پرسیده شد که آیا می‌توان آنها را با امواج ماورای صوت ترکیب کرد، به طوری که بتوان هم زمان دیواره استخر را تمیز و آب آن را ضدعفونی کرد؟ البته ما در حال حاضر راه عملی قطعی پیدا نکردیم، اما مشغولیم."
اما ترکیب امواج ماورای صوت و ترکیبات شیمیایی داستان دیگری است، روشی که در آن هسته اتم هدف قرار می‌گیرد و ذوب هسته، انرژی فوق‌العاده زیادی آزاد خواهد کرد.

در سال ‪ ۲۰۰۲یک محقق آمریکایی به نام "روسی تالیارخان" (‪Taleyarkhan ‪ (Rusiاین روش را امتحان کرد.

او سعی کرد با فرستادن امواج ماورای صوت درون استون، محلولی که برای پاک کردن لاک ناخن از آن استفاده می‌شود، اتم‌های استون را تجزیه کند. از نظر تئوری ترکیدن حباب‌های تولید شده در محلول می‌تواند هسته اتم‌های استون را ذوب کند.

ذوب هسته اتم همانی است که انرژی هسته‌ای تولید می‌کند. اکنون تصور کنید با کمک یک فرستنده امواج ماواری صوت و یک ظرف استون بتوان تمام انرژی مورد نیاز شهر را تامین کرد!
اما ذوب اتمی که در حال حاضر در راکتورهای اتمی صورت می‌گیرد نیازمند افزایش دما تا حدود ‪ ۱۰۰میلیون درجه سانتیگراد است.

این نوع آزمایش‌ها تا تولید انرژی هسته‌ای هنوز فاصله بسیاری دارند.

اما بسیاری امیدوارند که روزی بتوان به همین سادگی و بدون نیاز به راکتورهای پرهزینه اتمی، انرژی هسته‌ای تولید کرد.

 

بررسی ‌دوزی‌متری‌های پرتودرمانی

بررسی ‌دوزی‌متری‌های پرتودرمانی

 

سرطان رشد بی‌رویه، خارج از کنترل و غیرطبیعی تعدادی از سلول‌هاست که می‌تواند در هر قسمتی از بدن انسان رخ دهد.

 

بافت‌های سرطانی چه مقدار اشعه دریافت کرده‌اند؟
سرطان رشد بی‌رویه، خارج از کنترل و غیرطبیعی تعدادی از سلول‌هاست که می‌تواند در هر قسمتی از بدن انسان رخ دهد. جهت درمان سرطان چهار روش جراحی، رادیوتراپی، شیمی‌درمانی و هورمون‌درمانی وجود دارد که بسته به نظر پزشک، یک یا ترکیبی از این روش‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. نیمی از بیماران به‌وسیله جراحی، بیش از ۴۰% تحت رادیوتراپی و ۱۰% به‌وسیله شیمی‌درمانی و سایر روش‌ها مورد درمان قرار می‌گیرند. با پیشرفت رادیوتراپی همدیس بر تعداد بیماران رادیوتراپی افزوده شده و به تدریج پرتودرمانی همپای جراحی در درمان سرطان اهمیت پیدا خواهد کرد.رادیوتراپی یا پرتودرمانی عبارت است از به‌کار بردن پرتوهای یونساز جهت از بین بردن سلول‌های سرطانی و جلوگیری از رشد و تقسیم آنها در ناحیه‌ای که پزشک متخصص تجویز می‌کند. به هنگام عبور اشعه از ماده یا سلول، مقدار معینی از انرژی به ماده یا سلول منتقل می‌شود و این باعث یونش‌ اتم‌های تشکیل‌دهنده سلول و از بین رفتن آنها می‌شود. میزان انرژی انتقال‌‌یافته نقش بسیار حساسی در انهدام سلول‌ها دارد و چون سلول‌ها از نظر ساختاری یکسان نیستند، از حساسیت متفاوتی در مقابل پرتوهای یونساز برخوردارند.هدف اصلی در رادیوتراپی رساندن بیشترین دوز به سلول‌های تومور و کمترین دوز به بافت طبیعی است. از آنجا که ارتباط تنگاتنگی بین احتمال کنترل موضعی تومور (Local Tumor Control) و آسیب بافت طبیعی با دوز جذبی وجود دارد، بنابراین کنترل صحت دوز رسیده به حجم هدف یک بخش حیاتی از برنامه کنترل کیفی یک دپارتمان رادیوتراپی است.دوز تابشی باید به‌گونه‌ای انتخاب شود که حداکثر تأثیر بر تومور و در عین حال حداقل صدمه را<

اسکن مغز

اسکن مغز

برای انجام اسکن مغز از دو نوع دارو استفاده می‌کنیم: الف) نوعی از داروها که از سد خونی- مغزی(Blood Brain Barrier) (B.B.B) عبور نمی‌کنند. ب) نوعی از داروها که از سد خونی- مغزی عبور می‌کنند. البته در هر دو حالت الف و بBBB نرمال است (فرض بر سالم بودنB.B.B)
الف) داروهایTC DTPA ،TC MDP (PyP)،Talium،Galium به طور نرمال از سد نمی‌توانند عبور کنند مگر آن کهB.B.B مشکلی داشته باشد.
اندیکاسیون
(1) تشخیص مرگ مغزی: برای تشخیص نداشتن اکتیویتی و فعالیت مغز، روش بدین شکل است که ابتداcm 15-10 تکنسیوم به داخل رگ چین قدامی آرنج به صورت بلوس تزریق می‌شود (آنژیومغز) آنگاه به دستگاه برنامه تهیه یک عکس در ثانیه را داده در بررسی مرگ مغزی 15 دقیقه بعد به سیستم برنامه جمع‌آوری و شمارش را داده که ندیدن اکتیویته در داخل عروق مغزی دلیل بر مرگ مغزی است.
اسکن مغز یکی از بهترین روشهای غیر تهاجمی تشخیص مرگ مغزی است که روش تهاجمی در واقع آنژیوگرافی سربرال می‌باشد.
(2) تشخیص تومورهای مغزی
آنژیوگرافی اولین روش بررسی تومورهای مغزی است.
برای انجام اسکن در صورت تزریقDTPA 1 تا دو ساعت بعد،pyp سه ساعت بعد،Tal نیم ساعت بعد،Galium 24 ساعت، 48 ساعت تا 72 ساعت بعد، شمارش انجام می‌شود زمانهای فوق بسته به نوع رادیو دارو بهترین زمان برای تصویربرداری استاتیک است.
معناهای مورد استفادهR,L lat ,Pos,An و گاهی اوقاتVertex نیز می‌باشد. مقدارcount، 500 تا یک میلیون می‌باشد.
تالیوم بیشتر برای بررسی تومورهای مغزی است بخصوص تومورهایی که مورد رادیوتراپی نیز قرار گرفته‌اند چرا که تالیوم در جایی برداشت دارد که سلول زنده است و خونرسانی وجود دارد. در تومورهایی که رادیوتراپی به منظور از بین بردن تومور انجام می‌گیرد اگر برداشت تالیوم وجود داشت معینی سلولهای تومورال زنده‌اند و اگر برداشت وجود نداشت یعنی سلولهای تومورال نکروزه شده‌اند.
گالیوم برای بررسی عفونتها بخصوص عفونتهای ناشناخته و بررسی تومورها مثل لنفوها کاربرد دارد. گالیوم در عفونتها بصورت برداشت بیش از نواحی نرمال است که توسط 2 مکانیزم این امر، محقق می‌گردد:
1) توسط گلبولهای سفید وارد سلولهای التهابی می‌شود.
2) توسط ترکیبات آهن وارد ناحیه عفونت شده
ب) رادیوداروهایی که ازB.B.B عبور می‌کنند شامل:TC IMD, TC HMPAO, TC MCD هستند.
این دسته از داروها، داروهای محلول در چربی هستند که برداشتشان در سلولهای مغزی بستگی به جریان خون مغز دارد.

Brain SPECT
Brain spect یک روش پزشکی هسته ای است که جریان خون مغزی راارزیابی می کند.single photon emission computed tomography یا spect نقاط مختلف مغز را که بخوبی یا با اشکال کار می کنند را مشخص می کند. اطلاعات بدست آمده از اسکن در تشخیص مشکل بیمار و طراحی درمان مناسب که فعالیت مغز را به حالت متعادل برگرداند کمک می کند.
تصویربرداری spect مغز جریان خون را از سه جهت نمایش می دهد. دوربین های spect مشابه pet می باشند ولی بطور قابل ملاحظه ای قیمت کمتری دارند.
در مقایسه با PET و FMRI تصویربرداری SPECT مغز بوسیله حاملهایی خاص انجام می شود.
با Brain SPECT Imaging  یاBIS تمام قسمتهای داخلی و حتی خارجی مغز قابل بررسی است و در یک نمایش سه بعدی عملکرد کورتکس بخوبی نمایان می شود.
BIS همچنین درمواردی چون اختلالات رفتاری اضطراب بدرفتاری و سندرم Asperger استفاده می شود.
اگر بخواهیم به طورخلاصه این روش را توضیح دهیم،شامل موارد زیراست:

بیمار روی تخت خوابیده و آنژیوکت یا اسکالپ وین داخل رگ قرار میگیرد و بعد از 15 دقیقه که از طریق کامپیوتر بررسی های لازم صورت گرفت، مقدارکمی رادیوایزوتوپ تزریق می شود. برای شروع بررسی ممکن است بیمار بنشیند چند دقیقه بعد imaging solution از طریق بازو تزریق می شود.
بعد از مدت زمان کوتاهی بیمار روی تخت خوابیده و دوربین  SPECT به آرامی دور سر بیمار می چرخد و تصاویر جریان خون او را میگیرد این مرحله حدودا 18 دقیقه طول می کشد نتایج آزمایش در تعیین درمان مناسب کمک می کند.
دوربین SPECT کریستالهای خاصی دارد که مشخص می کند که داروی تزریق شده کجا رفته است. یک کامپیوتر بسیار قوی تصاویر مغز را بازسازی کرده و نقشه جریان خون مغز را درهر لحظه نشان می دهد.
با این نقشه ها پزشک می تواند الگوی دقیق فعالیت مغز را که مربوط به مسائل روانی یا عصب شناسی است تعیین کند.
اتمهای ناپایداری که گاما صادرمیکنند واپاشی شده و همین اتمها به عنوان ابزار ردیابی استفاده  شده و مشخص می کنند کدام سلول فعالیت بیش از حد دارد ودرنتیجه بیشترین جریان خون به آنجا می رود و یا کجا کاهش فعالیت دارد و جریان خونش کاهش یافته است.
مطالعات SPECT دقیقا نشان میدهد که وقتی ما کار خاصی انجام می دهیم مثل خندیدن، آوازخواندن، گریه کردن، متصور شدن ( خیال پردازی ) و 000 کدام قسمت مغز فعال است.
مطالعات High resolution SPECT می تواند نواحی عمیق و داخلی مغز را به روشنی و وضوح نمایش دهد. MRI و CT اسکن از لحاظ وضوح تصاویرو کیفیت،   بسیار مناسب می باشند ولی این روشها تنها آناتومی مغزی حرکت را نشان می دهند و اطلاعاتی در مورد فعالیت مغز پویا نمی دهند. در حالیکه بسیاری از بیماریهای عصبی مربوط  به آناتومی مغز نیستند و در ارتباط با عملکرد مغز می باشند.
SPECT طی دو مرحله پیشرفت کرده است در ابتدا  دوربینهای Single-headed, SPECT بودند و اسکن سر بیمار بیش از یک ساعت طول می کشید و تصاویرشان هم ناواضح بود ودرضمن اطلاعات مفیدی در مورد قسمتهای مفید مغز نمی دادند.
ساخته شده و معرفی شدند که مدت زمان اسکن را ضمن افزایش رزولوشن کاهش دادند همینطور پیشرفت سیستم کامپیوتری هم در ترقی کار کمک کرد.
Images at brain Trauma
ضربات وارده به سر اغلب منجر به آثار روانپزشکی می شود. حتی ضربات کوچک به سر و آسیب قسمتهای حساس مغز،می تواند به مشکلات چندین ساله منجر شود. SPECT یکی از بهترین ابزارهای ارزیابی مشکلات فانکشنال ناشی از ضربه به مغز است که در سایر آزمایشات قابل بررسی نیستند و پزشک را جهت تشخیص سریع و شروع درمان مناسب بیمار کمک می کند.
بطور معمول یافته های SPECT در ترومای سر شامل موارد زیر می باشد:
کاهش موضعی فعالیت ( بصورت کاهش فعالیت در قشر مخ در قسمت جلویی فرونتال و لوب سمت راست اکسیپیتال ( پس سری ) یا وجهای جلویی و عقبی لوب تمپورال (گیجگاهی) ) و در بعضی موارد کاهش شدید و مشخص فعالیت در ناحیه مربوط به ضربه در بعضی موارد هم افزایش چین و شکنجهای حاشیه ای مغز بعد از ضربه.
جهت بررسی بهتر تصاویر باید پیش زمینه ای در مورد فعالیت ها و حوادث زندگی فرد بدانیم. برای مثال پسر 15 ساله ای که چندین بار به علت دزدی دستگیر شده و از لحاظ رفتاری هم مشکل دارد و سیگار و کوکائین هم مصرف میکند.
مطالعات SPECT مغز او چندین آسیب را به کورتکس قسمت چپ پیشانی او نشان داد.
Images of Depression
یکی از یافته های موفق SPECT در مورد افسردگی کاهش فعالیت کورتکس پیشانی در وقت استراحت است. شدت افسردگی بستگی به درجه کاهش متابولیسم پیشانی دارد. محققان همینطور افزایش فعالیت سیستم Limbic را در مواقع افسردگی بدست آوردند. (از جمله تالاموس amygdala قسمت بادامی شکل در مغز در ارتباط با لوزه ها- شکنجهای مغز و لوبهای عمقی تمپورال). وقتی یک بیمار افسرده یک کارتمرکزی انجام می دهد، فعالیت کورتکس فرونتال چپ او به سطح نرمال نزدیک می شود و این در حالی است که اغلب تصور می شود فعالیت کورتکس پیشانی درهنگام استراحت نرمال و درهنگام تمرکز کاهش می یابد.
SPECT می تواند درتشخیص و درمان افسردگی شدید با تمایز آن ازسایر اختلالات کمک بسزای انجام دهد.
سه گروه یافته ای که با SPECT بدست آمده است را بیان می کنیم.
- کاهش فعالیت کورتکس فرونتال به همراه افزایش فعالیت سیستم Limbic (تالاموس) این اثرات ناشی از بدخلقی، دمدمی مزاج بودن، منفی گرایی، کمبود انرژی ،خواب و مشکلات اشتهایی و کاهش تمرکز میباشد.
بهترین درمان این گروه استفاده از داروهای Noradrenergic از جمله buprion , imipramine یا desipramin می باشد.
- افزایش فعالیت شکنجهای جلویی تالاموس و گانلیای پایه: این نوع اغلب درارتباط با غمگینی، دلتنگی، منفی گرایی، تحریک پذیری،غصه خوردن، نگرانی و تمرکز در مسائل منفی زندگی ایجاد می شود. این گروه بهترین واکنش را به سروتونین، داروهای ضد افسردگی از جمله Fluoxetine paroxietine , sertraline ,  و Venlafaxine نشان می دهند.
- کاهش فعالیت کورتکس فرونتال همراه باافزایش یا کاهش فعالیت لوب تمپورال: مشکل این گروه بسیار جدی می باشد و با غم و تحریک پذیری  خشم ( رفتارهای منجر به خود کشی ) و دردهای نابهنجار ( سردرد یا شکم دردهای استثنایی ) در ارتباط میباشد.
این گروه اغلب با داروهای serotonergic بدتر می شوند و با داروهای ضد تشنج مثل gabapentin یا divalproate بهبود می یابند.
Images of Strokes
Strokes یا سکته یکی از عوامل مهم مرگ در جهان است. سکته بوسیله سد خونی که درعروق مغز ایجاد می شود یا